KR101039357B1

KR101039357B1 - Spectrum sesing apparatus and method using diversity combining in cognitive radio

Info

Publication number: KR101039357B1
Application number: KR1020090042102A
Authority: KR
Inventors: 김진영; 이소영; 김은철; 박면주
Original assignee: 광운대학교 산학협력단
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2011-06-08
Also published as: KR20100123077A

Abstract

본 발명은 무선 인지 시스템에서 다중 안테나를 적용한 다이버시티 기법을 이용하여 면허 사용자의 스펙트럼 점유 여부를 판단하는데 적당하도록 한 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 면허 사용자의 신호가 송출되는 면허 사용자 스테이션과; 다중 안테나를 통해 상기 면허 사용자의 신호를 센싱하고, 이 센싱 결과들을 결합한 결과로부터 면허 사용자의 존재 유,무를 판단하는 협력 스펙트럼 센싱의 역할을 수행하는 비면허 사용자 시스템;을 구비함을 특징으로 한다. 따라서, 실제 무선통신에서 다중 경로 페이딩의 영향이 감소되어 수신 신호의 신호 대 잡음비가 향상되므로 스펙트럼 센싱의 품질이 향상된다. 또한, 메이저러티 방식을 적용하여 면허 사용자의 유,무를 판정함으로써, 판정의 신뢰성이 향상된다.The present invention relates to a technique suitable for determining whether the licensed user occupies the spectrum by using a diversity technique using multiple antennas in a radio recognition system. This invention comprises: a licensed user station to which a signal of a licensed user is sent; And a non-licensed user system that senses the signal of the licensed user through multiple antennas and performs cooperative spectrum sensing to determine the presence or absence of the licensed user from the result of combining the sensing results. Therefore, the influence of multipath fading in real wireless communication is reduced, thereby improving the signal-to-noise ratio of the received signal, thereby improving the quality of spectrum sensing. In addition, by determining the presence or absence of the licensed user by applying the majority method, the reliability of the determination is improved.

무선 인지 시스템, 다이버시티, 다중안테나, 면허 사용자, 비면허 사용자 Wireless Cognitive System, Diversity, Multiple Antenna, Licensed User, Unlicensed User

Description

SPECTRUM SESING APPARATUS AND METHOD USING DIVERSITY COMBINING IN COGNITIVE RADIO

본 발명은 무선 인지 시스템에서 면허 사용자를 검출하기 위한 스펙트럼 센싱 기술에 관한 것으로, 특히 다중 안테나를 적용한 다이버시티 기법을 이용하여 면허 사용자의 스펙트럼 점유 여부를 판단하는데 적당하도록 한 무선 인지 시스템의 다이버시티를 이용한 스펙트럼 센싱 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spectrum sensing technology for detecting a licensed user in a wireless recognition system. In particular, the present invention relates to a diversity of a wireless recognition system suitable for determining whether a licensed user occupies the spectrum using a diversity technique using multiple antennas. The present invention relates to a spectrum sensing device and method used.

인지 무선 시스템에서 인지 무선기기는 1차 사용자(이하, '면허 사용자'라 칭함)의 주파수 대역이 면허 사용자에 의해 사용되지 않는 동안 그 주파수 대역을 사용한다. 여기서, 인지 무선기기의 예로써 기지국 및 단말을 들 수 있다. 상기 무선인지 시스템은 2차 사용자(이하, '비면허 사용자'라 칭함) 시스템으로 표현된다. In a cognitive radio system, a cognitive radio uses the frequency band while the frequency band of the primary user (hereinafter referred to as "licensed user") is not used by the licensed user. Here, examples of the cognitive radio device may include a base station and a terminal. The wireless cognitive system is represented as a secondary user (hereinafter referred to as "unlicensed user") system.

인지 무선 시스템에서의 스펙트럼 센싱 기술은, 인지 무선 기기가 면허 사용자의 주파수 채널을 사용하는 도중에 면허 사용자가 그 주파수 채널에 출현하였는지를 확인하기 위해 해당 주파수 대역의 스펙트럼을 검사하는 기술이다. Spectrum sensing technology in a cognitive radio system is a technique that examines the spectrum of a frequency band to see if a licensed user has appeared on that frequency channel while the cognitive radio is using the licensed user's frequency channel.

일반적으로, 인지 무선 시스템은 면허 사용자의 주파수 채널 사용에 대한 기득권을 최대한 보장해 주어야 하는데, 이를 위해서는 인지 무선 기기가 면허 사용자 의 해당 주파수 채널에 출현하였는지의 여부를 보다 정확하게 검출할 수 있도록 하는 스펙트럼 센싱 기술이 필요하다.In general, a cognitive radio system should guarantee the vested interest in the licensee's use of the frequency channel as much as possible. This requires a spectral sensing technology that allows the cognitive radio to more accurately detect whether or not the licensee has appeared on that frequency channel. This is necessary.

종래의 인지 무선 시스템에 있어서는 스펙트럼 센싱의 성능을 향상시키기 위하여 협력 스펙트럼 센싱 기술을 사용하였는데, 이를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In the conventional cognitive radio system, in order to improve the performance of spectrum sensing, cooperative spectrum sensing technology was used. This will be described with reference to FIG. 1.

복수 개의 비면허 사용자 시스템(CR1-CR3)은 면허 사용자 스테이션(11)으로부터 면허 사용자의 신호를 센싱하여 제어 채널(CH_CTL)을 통해 융합 센터(Fusion Center)(12)에 전송한다. 이때, 상기 융합 센터(12)는 상기 제어 채널(CH_CTL)을 통해 상기 비면허 사용자 시스템(CR1-CR3)으로부터 결합된 형태로 수신되는 면허 사용자의 스펙트럼을 근거로 그 면허 사용자가 해당 주파수 채널을 사용하는지의 여부를 판단하였다. The plurality of unlicensed user systems CR1-CR3 sense the signal of the licensed user from the licensed user station 11 and transmit it to the Fusion Center 12 through the control channel CH_CTL. At this time, the fusion center 12 determines whether the licensed user uses the frequency channel based on the spectrum of the licensed user received in a combined form from the unlicensed user system CR1-CR3 through the control channel CH_CTL. Judging whether or not.

상기와 같이 결합된 형태의 다수의 센싱 결과로부터 면허 사용자의 존재여부를 판단할 때 앤드(AND) 방식과 오아(OR) 방식이 적용되었다. 상기 앤드 방식과 오아 방식을 적용하기 위해 개별 센싱 결과를 결합하는 것은 아래의 [수학식1]로 표현된다.When determining whether a licensed user exists from a plurality of combined results as described above, AND and OR methods are applied. Combining the individual sensing results to apply the AND method and the OR method is represented by Equation 1 below.

결국, 상기 [수학식 1]은 면허 사용자의 존재여부에 대한 최종 판정을 내리기 위해 각 개별 센싱 결과의 산술 평균을 취하여 최종 스펙트럼 검출값

를 구하는 [수학식]이라 할 수 있다.As a result, Equation 1 takes the arithmetic mean of each individual sensing result in order to make a final determination of the existence of a licensed user, and thus the final spectrum detection value.

It can be said that [Equation] to obtain.

이렇게 계산되어 나타난 결과는 임계값과 비교되고, 그 비교 결과를 근거로 면허 사용자의 유,무를 판단하게 되는데, 이때 임계값

로 설정하는 것이 앤드AND) 방식이고

으로 설정하는 것이 오아(OR) 방식이다. 여기서,

은 개별 센싱 결과의 수 즉, 협력 스펙트럼 센싱에서는 비면허 사용자의 수이다.The calculated and displayed results are compared with the threshold value, and based on the comparison result, the presence or absence of a licensed user is determined.

Is set to AND)

Setting to is OR. here,

Is the number of individual sensing results, that is, the number of unlicensed users in cooperative spectrum sensing.

앤드 방식의 경우 상기 개별 센싱의 결과가 모두 “1”일 때에만 면허 사용자가 존재하는 것으로 판단하고, 개별 센싱 결과중 어느 하나라도 “0”인 경우 면허 사용자는 해당 스펙트럼에 존재 하지 않는 것으로 판단한다. 이에 비하여, 오아 방식은 개별 센싱 결과중 하나라도 “1”이면 면허 사용자가 존재한다고 판단한다.In the case of the AND method, it is determined that the licensed user exists only when the results of the individual sensing are all “1”, and the licensed user is determined not to exist in the spectrum when any of the individual sensing results is “0”. . In contrast, the Ora method determines that a licensed user exists if any one of the individual sensing results is "1".

이와 같이 종래의 인지 무선 시스템에서는 비면허 사용자 시스템은 면허 사용자 스테이션으로부터 면허 사용자의 신호를 센싱하여 제어 채널을 통해 융합 센터로 전송하는데, 그 제어 채널이 실질적으로 완벽하게 제어 가능한 채널이 아니므로, 각각의 개별 센싱 결과는 채널에서 발생하는 다중경로 페이딩등에 의해 신호의 진폭 및 위상 등이 변화되어 스펙트럼 검출 성능의 저하 문제가 발생될 수 있다. As described above, in a conventional cognitive radio system, an unlicensed user system senses a signal of a licensed user from a licensed user station and transmits the signal to a convergence center through a control channel. The individual sensing results may change the amplitude and phase of the signal due to multipath fading occurring in the channel, thereby causing a problem of deterioration of the spectrum detection performance.

또한, 면허 사용자의 유,무를 판단할 때 앤드 방식이나 오아 방식을 적용하여 지나치게 정밀하거나 조악한 센싱 결과가 나타나 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다. In addition, when judging the presence or absence of a licensed user, by applying an AND method or an OR method, an excessively precise or coarse sensing result is generated, thereby causing a problem of deterioration of reliability.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나를 적용한 다이버시티 기법을 이용하여 면허 사용자의 스펙트럼 점유 여부를 판단하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to determine whether a licensed user occupies the spectrum by using a diversity technique using multiple antennas.

본 발명의 또 다른 목적은 협력 스펙트럼 센싱을 수행할 때 메이저러티 (Majority) 임계값을 적용하여 면허 사용자가 해당 주파수 채널을 사용하는지의 여부를 판단하는데 있다.Another object of the present invention is to determine whether a licensed user uses a corresponding frequency channel by applying a majority threshold when performing cooperative spectrum sensing.

본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects. Other objects and advantages of the invention will be more clearly understood by the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

면허 사용자의 신호가 송출되는 면허 사용자 스테이션과;A licensed user station to which a signal of a licensed user is sent;

다중 안테나를 통해 상기 면허 사용자의 신호를 센싱하고, 이 센싱 결과들을 결합한 결과로부터 면허 사용자의 존재 유,무를 판단하는 협력 스펙트럼 센싱의 역할을 수행하는 비면허 사용자 시스템;을 포함하여 구성함을 특징으로 한다. And an unlicensed user system that senses the signal of the licensed user through multiple antennas and performs cooperative spectrum sensing to determine the presence or absence of the licensed user from the combined results of the sensing results. .

바람직하게, 상기 비면허 사용자 시스템은 상기 협력 스펙트럼 센싱의 역할을 수행할 때 메이저러티(Majority) 방식을 적용하여 면허 사용자가 해당 주파수 채널을 사용하는지의 여부를 판단한다.Preferably, the unlicensed user system determines whether a licensed user uses a corresponding frequency channel by applying a majority scheme when performing the role of cooperative spectrum sensing.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,Another invention for achieving the above object is,

비면허 사용자 시스템(무선 인지 스테이션)이 다중 안테나를 통해 면허 사용자 스테이션으로부터의 면허 사용자의 신호를 수신하는 제1과정과;A first step of an unlicensed user system (radio recognition station) receiving a signal of a licensed user from a licensed user station via multiple antennas;

각 채널을 통해 수신되는 상기 면허 사용자의 신호의 에너지값을 기 설정된 임계값과 각기 비교하여 그에 따른 각각의 개별 센싱값을 구하는 제2과정과;A second step of comparing each energy value of the signal of the licensed user received through each channel with a preset threshold value to obtain respective individual sensing values accordingly;

상기 각각의 개별 센싱값을 모두 더하여 그 결과 값을 메이저러티 임계값과 비교하여 최종 판정값을 획득하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.And a third process of adding all of the respective sensing values and comparing the resultant value with a majority threshold to obtain a final determination value.

본 발명은 무선 인지 시스템에서 다중안테나를 적용한 다이버시티 기법을 적용함으로써, 실제 무선통신에서 다중 경로 페이딩의 영향이 감소되어 수신 신호의 신호 대 잡음비가 향상되므로 스펙트럼 센싱의 성능이 향상되는 효과가 있다. According to the present invention, by applying a multi-antenna diversity technique in a wireless recognition system, the effect of multipath fading is reduced in actual wireless communication, thereby improving the signal-to-noise ratio of a received signal, thereby improving the performance of spectrum sensing.

또한, 다중 안테나를 통해 센싱된 개별 센싱 결과 중 과반수의 결과를 최종 판정에 반영하는 메이저러티 방식을 적용하여 면허 사용자의 유,무를 판정함으로써, 앤드 방식이나 오아 방식에서의 문제점이 보완되고 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.In addition, by applying the majority method that reflects the majority of the individual sensing results sensed through the multiple antennas in the final decision, the presence or absence of the licensed user is determined, so that problems in the AND method or the OR method are compensated for and reliability is improved. It is effective.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 무선 인지 시스템의 다이버시티를 이용한 스펙트럼 센싱 장치의 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, 면허 사용자 스테이션(21)과, 다중 안테나(ANT 1~ANT M)를 구비한 비면허 사용자 시스템(22)으로 구성한다.FIG. 2 is a block diagram of a spectrum sensing device using diversity of a wireless recognition system according to the present invention. As shown therein, an unlicensed licensed user station 21 and a multi-antenna (ANT 1 to ANT M) are provided. It consists of a user system 22.

본 발명에서는 하나의 비면허 사용자 시스템스에 다중 안테나를 적용하여 이로 하여금 협력 스펙트럼 센싱을 수행하도록 하였다. 즉, 비면허 사용자 스테이션에 해당하는 비면허 사용자 시스템(22)에 다중 안테나(ANT 1~ANT M)를 구비하고, 이들을 통해 면허 사용자 스테이션(21)으로부터 면허 사용자의 신호들을 센싱하도록 하였다. In the present invention, multiple antennas are applied to one unlicensed user system to perform cooperative spectrum sensing. That is, the unlicensed user system 22 corresponding to the unlicensed user station is provided with multiple antennas ANT 1 to ANT M, through which the signals of the licensed user are sensed from the licensed user station 21.

그리고, 상기 비면허 사용자 시스템(22)은 상기 다중 안테나(ANT 1~ANT M)를 통해 수신된 면허 사용자의 스펙트럼을 통상의 경우와 같이 융합 센터에 전송하는 것이 아니라, 자체적으로 직접 평가하여 해당 주파수 채널을 사용하는지의 여부를 판단한다. In addition, the unlicensed user system 22 does not transmit the spectrum of a licensed user received through the multiple antennas ANT 1 to ANT M to a fusion center as usual, but directly evaluates the corresponding frequency channel by itself. Determine whether to use.

이와 같이 다중안테나를 적용한 다이버시티 기법을 적용함으로써, 다수의 비면허 사용자에서 센싱한 개별 센싱결과를 결합하여 면허 사용자의 존재 유,무를 판단하는 협력 스펙트럼 센싱의 역할을 수행하면서, 실제 무선통신에서 다중 경로 페이딩의 영향이 감소되어 수신 신호의 신호 대 잡음비가 향상되므로 스펙트럼 센싱의 성능이 향상된다. By applying the multi-antenna diversity technique as described above, it combines the individual sensing results sensed by a number of unlicensed users to play the role of cooperative spectrum sensing to determine the existence or absence of a licensed user. The effects of fading are reduced to improve the signal-to-noise ratio of the received signal, which improves the performance of spectral sensing.

또한, 상기 비면허 사용자 시스템(22)은 상기 다중 안테나(ANT 1~ANT M)를 통해 수신된 면허 사용자의 스펙트럼을 직접 평가하여 해당 주파수 채널을 사용하는지의 여부를 판단할 때, 메이저러티 방식을 적용하였다.In addition, the unlicensed user system 22 directly evaluates the spectrum of the licensed user received through the multiple antennas ANT 1 to ANT M to determine whether to use a corresponding frequency channel, and applies a majority scheme. It was.

상기 메이저러티 방식이란 상기 다중 안테나(ANT 1~ANT M)를 통해 센싱된 개별 센싱 결과 중 과반수의 결과를 최종 판정에 반영하는 방식이다. 즉, 상기 다중 안테나(ANT 1~ANT M)를 통해 센싱된 개별 센싱 결과를 상기 [수학식 1]과 같이 결합하여 산술평균값을 구하고, 이렇게 구해진 산술평균값을 임계값과 비교하여 그 비 교 결과를 근거로 면허 사용자의 유무를 판정하게 되는데, 이때의 임계값

로 설정하는 방식이다. 여기서,

은 개별 센싱 결과의 수 즉, 비면허 사용자의 수이다.The majority method is a method of reflecting the result of the majority of individual sensing results sensed through the multiple antennas ANT 1 to ANT M in the final determination. That is, the arithmetic mean value is obtained by combining the individual sensing results sensed through the multiple antennas (ANT 1 to ANT M) as shown in [Equation 1], and the arithmetic mean value thus obtained is compared with a threshold to compare the result. On the basis of this, the existence of the licensed user is determined.

It is set as. here,

Is the number of individual sensing results, i.e. the number of unlicensed users.

상기 메이저러티 방식을 적용하여 최종적으로 면허 사용자의 유,무에 관한 판정을 함으로써, 통상의 앤드 방식이나 오아 방식에서의 문제점이 보완되고 신뢰성이 향상된다.By finally making a determination as to whether or not a licensed user is applied by applying the majority method, the problem in the normal AND method or the OR method is solved and the reliability is improved.

한편, 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 스펙트럼 센싱 방법의 처리과정에 대해 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, a process of the spectrum sensing method according to the present invention will be described with reference to FIG. 3.

먼저, 비면허 사용자 시스템(22)은 상기 다중 안테나(ANT 1~ANT M)를 통해 면허 사용자 스테이션(21)으로부터의 면허 사용자의 신호

를 수신한다.(S1)First, the unlicensed user system 22 signals the licensed user from the licensed user station 21 via the multiple antennas ANT 1 to ANT M.

(S1)

이후, 상기 다중 안테나(ANT 1~ANT M)의 각 대응 채널을 통해 수신된 상기 면허 사용자의 신호

의 에너지

를 기 설정된 임계값

와 비교하여 그에 따른 각각의 개별 센싱값

를 구한다.(S2,S3)Then, the licensed user's signal received through each corresponding channel of the multiple antennas (ANT 1 to ANT M)

Energy

Preset threshold

And each individual sensing value accordingly

(S2, S3)

예를 들어, 상기 에너지

가 상기 임계값

보다 크거나 같으면 상기 개별 센싱값

를 '1'로 출력하고, 작으면 '0'으로 출력하며, 나머지의 에너지

에 대해서도 동일한 방식으로 임계값

와 비교하여 그에 따른 각각의 개별 센싱값

를 출력한다.For example, the energy

Is above the threshold

Greater than or equal to the individual sensing value

Is output as '1', if it is small, it is output as '0' and the remaining energy

In the same way for the threshold

And each individual sensing value accordingly

.

이어서, 상기 각각의 개별 센싱값

를 모두 더하여(

)이 결과값을 본 발명에 따른 메이저러티 임계값

과 비교하여 최종 판정값

를 얻게 된다.(S4,S5)Subsequently, each individual sensing value

Plus all of

This result is the majority threshold according to the present invention.

Final judgment compared with

(S4, S5)

이때, 상기 결과값이 상기 메이저러티 임계값

보다 크거나 같으면 상기 최종 판정값

를 '1'로 출력하고, 작으면 '0'으로 출력한다. 상기 최종 판정값

가 1이면 면허 사용자가 존재하는 것을 의미하고, 0이면 존재하지 않음을 의미한다.In this case, the result value is the majority threshold value.

Greater than or equal to the final determination value

Is printed as '1', and if it is small, it is printed as '0'. The final determination value

1 means that the licensee exists and 0 means that it does not exist.

여기서, here,

,

은 헤비사이드 계단 함수,

Silverside staircase function,

,

의 관계가 성립한다.

The relationship is established.

도 4 및 도 5는 신호 대 잡음비에 따른 종래의 협력 스펙트럼 센싱과 본 발명의 다이버시티를 적용한 스펙트럼 센싱간의 성능 비교를 나타낸 것이다. 단, 협력 스펙트럼 센싱에서 면허 사용자와 비면허 사용자 사이의 거리, 다이버시티를 적용한 스펙트럼 센싱에서 면허 사용자와 비면허 사용자에 적용된 안테나 사이의 거리를 같다고 가정하였다. 4 and 5 show a performance comparison between conventional cooperative spectrum sensing according to signal-to-noise ratio and spectrum sensing using diversity of the present invention. However, it is assumed that the distance between licensed and unlicensed users in cooperative spectrum sensing and the distance between antennas applied to licensed and unlicensed users in spectrum sensing using diversity are equal.

도 4는 최종 판정 방식으로 앤드 방식을 적용한 것이고, 도 5는 최종 판정 방식으로 오아 방식을 적용한 것이다. 여기서, "FC"는 종래 기술에 의한 협력 스펙트럼 센싱의 검출확률을 의미하는 것으로, 본 발명의 안테나 다이버시티를 적용한 스펙트럼 센싱의 검출 확률과 비교해 볼 때, 본 발명에 의한 스펙트럼 센싱의 검출 확률이 그 협력 스펙트럼 센싱의 검출확률에 비하여 더 높게 나타나는 것을 알 수 있다. FIG. 4 illustrates the AND method as the final decision method, and FIG. 5 illustrates the OR method as the final decision method. Here, "FC" means the detection probability of the cooperative spectrum sensing according to the prior art, and when compared with the detection probability of the spectrum sensing to which the antenna diversity of the present invention is applied, the detection probability of the spectrum sensing according to the present invention is It can be seen that it is higher than the detection probability of cooperative spectrum sensing.

상기 종래 기술에 의한 협력 스펙트럼 센싱에서 채널모델을 AWGN(Additive White Gaussian Noise)라고 가정하였지만 실제 무선채널일 경우 스펙트럼의 검출 확률은 더욱 떨어질 것이다. 따라서, 본 발명에서 제안한 다중안테나(ANT 1~ANT M)를 적용한 스펙트럼 센싱은 종래의 협력 스펙트럼 센싱에 비하여 훨씬 높은 성능을 나타 낼 것으로 예상된다.Although the channel model is assumed to be AWGN (Additive White Gaussian Noise) in the cooperative spectrum sensing according to the prior art, the detection probability of the spectrum will be further reduced in the case of an actual wireless channel. Therefore, the spectrum sensing using the multi-antennas (ANT 1 to ANT M) proposed in the present invention is expected to exhibit much higher performance than the conventional cooperative spectrum sensing.

도 6은 신호 대 잡음비에 따른 종래의 앤드/오아 판정방식과 본 발명의 메이저러티 판정 방식별 검출 확률(성능)을 나타낸 그래프이다. 이에 도시한 바와 같이 종래의 앤드/오아 판정 방식의 확률(Pd_AND),(Pd_OR)은 지나치게 높은 검출 확률을 보이거나 반대로 지나치게 낮은 검출 확률을 나타내는 것을 알 수 있다. 이에 비하여 본 발명에 의한 메이저러티 판정 방식(Pd_MJR)은 신뢰성이 있고 합당한 수치로 나타남을 알 수 있다. 6 is a graph illustrating a detection probability (performance) according to the conventional AND / OR determination method according to the signal-to-noise ratio and the majority determination method of the present invention. As shown in the figure, it can be seen that the probabilities Pd_AND and Pd_OR of the conventional AND / or determination method show an excessively high detection probability or, on the contrary, an excessively low detection probability. On the other hand, it can be seen that the majority determination method Pd_MJR according to the present invention is reliable and reasonable.

도 7은 본 발명에 의한 메이저러티 판정방식을 상기 다중 안테나(ANT 1~ANT M)의 개수별 신호 대 잡음비에 적용한 경우의 검출확률을 나타낸 것이다. 즉, 도 7의 실험 결과는 메이저러티 판정방식이 적용된 안테나 다이버시티 스펙트럼 센싱에서 다중 안테나(ANT 1~ANT M)의 개수에 따른 검출 확률을 나타내고 있다. 이 실험 결과에 따르면 안테나의 개수가 4개 이상일 때는 비슷한 검출확률을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 이는 시스템의 복잡도와 성능 면을 고려해 보았을 때 상기 다중 안테나(ANT 1~ANT M)의 개수를 4개 이상 사용하는 것이 비효율적임을 의미한다. FIG. 7 illustrates a detection probability when the majority determination method according to the present invention is applied to the signal-to-noise ratio for each number of the multiple antennas (ANT 1 to ANT M). That is, the experimental result of FIG. 7 shows detection probability according to the number of multiple antennas ANT 1 to ANT M in antenna diversity spectrum sensing to which a majority determination method is applied. According to the experimental results, when the number of antennas is 4 or more, similar detection probability is shown. This means that considering the complexity and performance of the system, it is inefficient to use four or more of the multiple antennas (ANT 1 to ANT M).

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various embodiments based on the basic concept of the present invention defined in the following claims. Such embodiments are also within the scope of the present invention.

도 1은 종래의 인지 무선 시스템의 개략도. 1 is a schematic diagram of a conventional cognitive radio system.

도 2는 본 발명에 의한 무선 인지 시스템의 개략도. 2 is a schematic diagram of a wireless recognition system in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 무선 인지 시스템의 다이버시티를 이용한 스펙트럼 센싱 방법의 흐름도. 3 is a flowchart of a spectrum sensing method using diversity of a radio recognition system according to the present invention;

도 4 및 도 5는 신호 대 잡음비에 따른 종래의 협력 스펙트럼 센싱과 본 발명의 다이버시티를 적용한 스펙트럼 센싱간의 성능 비교를 나타낸 그래프.4 and 5 are graphs showing performance comparison between conventional cooperative spectrum sensing according to signal-to-noise ratio and spectrum sensing using diversity of the present invention.

도 6은 신호 대 잡음비에 따른 앤드/오아 판정방식과 메이저러티 판정 방식별 검출 확률을 나타낸 그래프. FIG. 6 is a graph illustrating detection probabilities of the AND / OR determination method and the majority determination method according to the signal-to-noise ratio; FIG.

도 7은 본 발명에 의한 메이저러티 판정방식을 다중 안테나의 개수별 신호 대 잡음비에 적용한 경우의 검출확률을 나타낸 그래프.7 is a graph showing the detection probability when the majority determination method according to the present invention is applied to the signal-to-noise ratio for each number of multiple antennas.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

21 : 면허 사용자 스테이션21: Licensed User Station

22 : 비면허 사용자 시스템22: Unlicensed User System

Claims

A licensed user station to which a signal of a licensed user is sent;

Sensing the licensed user's signal through multiple antennas, and acting as cooperative spectrum sensing to determine the presence or absence of a licensed user from the result of combining the sensing results, and performing the role of cooperative spectrum sensing. And an unlicensed user system that determines whether the licensed user uses the corresponding frequency channel by applying the determination method.

The majority determination method is a spectrum sensing device using diversity of a radio recognition system, characterized in that the majority of the results of the individual sensing sensed through the multiple antennas.

delete

The spectrum sensing device using diversity of a radio recognition system according to claim 1, wherein the number of multiple antennas is four.

A first step of the unlicensed user system receiving a signal of a licensed user from a licensed user station via multiple antennas;

A second step of comparing each energy value of the signal of the licensed user received through each channel with a preset threshold value to obtain respective individual sensing values accordingly;

By adding all of the individual sensing values and comparing the result with the majority threshold, a final judgment is obtained. If the result is greater than or equal to the majority threshold, it is determined that a licensed user exists. And a third process of determining that there is no licensed user.

The method of claim 5, wherein the second process outputs an individual sensing value as '1' when the energy of the licensed user's signal is greater than or equal to a preset threshold, and outputs as '0' when the energy of the licensed user is less than or equal to a preset threshold. Spectrum sensing method using diversity of cognitive system.

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